Published May 11, 2023 | Version v1
Publication Open

Performance evaluation of opportunistic schedulers based on fairness and throughput in new-generation mobile networks

  • 1. University of Gabès
  • 2. Tunis El Manar University
  • 3. Majmaah University

Description

This paper discusses radio resource management in the telecommunications industry that utilizes opportunistic scheduling approaches and methods. It proposes a new scheduler called IFMR (Improved Fairness of MaxRate) to extend the opportunistic approach with the proposition of a new scheduling solution that enables to significantly maximize the system throughput. Our goal is to ensure better results that maximize system throughput, ensure perfect fairness at three levels and maximize the number of satisfied users who have achieved their desired throughput. Similarly, the performance of the proposed algorithm is evaluated and compared with reference algorithms: round robin, MaxSNR and proportional fair (PF). The focus of this study is to evaluate and analyze the quality of service guaranteed to each network subscriber, considering the heterogeneous data traffic based on simulations. The algorithms presented in this paper are programmed and simulated using the MATLAB simulation software. The study aims to effectively analyze the impact of radio resource management algorithms and schedulers, including the round robin algorithm, MaxSNR and PF, among others, with the main objective of evaluating the performance of the schedulers used by telecommunication and cellphone network operators. The scheduling phase, which precedes resource allocation and assignment, is a critical aspect of the study. The impact of these schedulers on throughput and fairness will also be evaluated and analyzed based on specific criteria.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تناقش هذه الورقة إدارة الموارد الراديوية في صناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية التي تستخدم مناهج وأساليب جدولة انتهازية. تقترح جدولة جديدة تسمى IFMR (عدالة محسنة من MaxRate) لتوسيع النهج الانتهازي مع اقتراح حل جدولة جديد يمكّن من زيادة إنتاجية النظام بشكل كبير. هدفنا هو ضمان نتائج أفضل تزيد من إنتاجية النظام، وتضمن الإنصاف التام على ثلاثة مستويات وتعظيم عدد المستخدمين الراضين الذين حققوا الإنتاجية المرجوة. وبالمثل، يتم تقييم أداء الخوارزمية المقترحة ومقارنتها مع الخوارزميات المرجعية: ROUND ROBIN و MAXSNR و PROPERATIONAL FAIR (PF). تركز هذه الدراسة على تقييم وتحليل جودة الخدمة المضمونة لكل مشترك في الشبكة، مع الأخذ في الاعتبار حركة البيانات غير المتجانسة القائمة على المحاكاة. تتم برمجة الخوارزميات المعروضة في هذه الورقة ومحاكاتها باستخدام برنامج محاكاة ماتلاب. تهدف الدراسة إلى التحليل الفعال لتأثير خوارزميات وجدولة إدارة الموارد الراديوية، بما في ذلك خوارزمية روبن المستديرة و MaxSNR و PF، من بين أمور أخرى، بهدف رئيسي هو تقييم أداء الجدولة المستخدمة من قبل مشغلي شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية والهواتف المحمولة. تعد مرحلة الجدولة، التي تسبق تخصيص الموارد وتخصيصها، جانبًا حاسمًا من جوانب الدراسة. كما سيتم تقييم وتحليل تأثير هذه الجدولة على الإنتاجية والإنصاف بناءً على معايير محددة.

Translated Description (French)

Cet article traite de la gestion des ressources radio dans l'industrie des télécommunications qui utilise des approches et des méthodes de planification opportunistes. Il propose un nouvel ordonnanceur appelé IFMR (Improved Fairness of MaxRate) pour étendre l'approche opportuniste avec la proposition d'une nouvelle solution d'ordonnancement qui permet de maximiser considérablement le débit du système. Notre objectif est d'assurer de meilleurs résultats qui maximisent le débit du système, assurent une équité parfaite à trois niveaux et maximisent le nombre d'utilisateurs satisfaits qui ont atteint le débit souhaité. De même, les performances de l'algorithme proposé sont évaluées et comparées aux algorithmes de référence : round robin, MaxSNR et proportional fair (PF). L'objectif de cette étude est d'évaluer et d'analyser la qualité de service garantie à chaque abonné du réseau, en tenant compte du trafic de données hétérogène basé sur des simulations. Les algorithmes présentés dans cet article sont programmés et simulés à l'aide du logiciel de simulation Matlab. L'étude vise à analyser efficacement l'impact des algorithmes et des ordonnanceurs de gestion des ressources radio, y compris l'algorithme round robin, MaxSNR et PF, entre autres, dans le but principal d'évaluer les performances des ordonnanceurs utilisés par les opérateurs de réseaux de télécommunications et de téléphonie cellulaire. La phase de planification, qui précède l'allocation et l'affectation des ressources, est un aspect essentiel de l'étude. L'impact de ces ordonnanceurs sur le débit et l'équité sera également évalué et analysé en fonction de critères spécifiques.

Translated Description (Spanish)

Este documento analiza la gestión de recursos de radio en la industria de las telecomunicaciones que utiliza enfoques y métodos de programación oportunistas. Propone un nuevo programador llamado IFMR (Improved Fairness of MaxRate) para ampliar el enfoque oportunista con la propuesta de una nueva solución de programación que permita maximizar significativamente el rendimiento del sistema. Nuestro objetivo es garantizar mejores resultados que maximicen el rendimiento del sistema, garanticen una equidad perfecta en tres niveles y maximicen el número de usuarios satisfechos que han logrado el rendimiento deseado. Del mismo modo, se evalúa el rendimiento del algoritmo propuesto y se compara con los algoritmos de referencia: round robin, MaxSNR y proporciontional fair (PF). El objetivo de este estudio es evaluar y analizar la calidad de servicio garantizada a cada abonado de la red, considerando el tráfico de datos heterogéneo basado en simulaciones. Los algoritmos presentados en este artículo se programan y simulan utilizando el software de simulación MATLAB. El estudio tiene como objetivo analizar de manera efectiva el impacto de los algoritmos y programadores de gestión de recursos de radio, incluyendo el algoritmo round robin, MaxSNR y PF, entre otros, con el objetivo principal de evaluar el desempeño de los programadores utilizados por los operadores de redes de telecomunicaciones y telefonía celular. La fase de programación, que precede a la asignación y asignación de recursos, es un aspecto crítico del estudio. El impacto de estos programadores en el rendimiento y la equidad también se evaluará y analizará en función de criterios específicos.

Files

latest.pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:be9084335913c6cc499ba8bbc87162eb
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم أداء المجدولين الانتهازيين بناءً على الإنصاف والإنتاجية في شبكات الهاتف المحمول من الجيل الجديد
Translated title (French)
Évaluation des performances des ordonnanceurs opportunistes basée sur l'équité et le débit dans les réseaux mobiles de nouvelle génération
Translated title (Spanish)
Evaluación del rendimiento de los programadores oportunistas basada en la equidad y el rendimiento en redes móviles de nueva generación

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4376135154
DOI
10.1007/s11227-023-05308-x

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Tunisia

References

  • https://openalex.org/W2001292886
  • https://openalex.org/W2037289060
  • https://openalex.org/W2041872696
  • https://openalex.org/W2051836056
  • https://openalex.org/W2080377448
  • https://openalex.org/W2097773376
  • https://openalex.org/W2107180816
  • https://openalex.org/W2123923802
  • https://openalex.org/W2123948546
  • https://openalex.org/W2136590095
  • https://openalex.org/W2143856700
  • https://openalex.org/W2149319583
  • https://openalex.org/W2152460166
  • https://openalex.org/W2157753485
  • https://openalex.org/W2158116199
  • https://openalex.org/W2186892559
  • https://openalex.org/W2791228957
  • https://openalex.org/W3000807760
  • https://openalex.org/W3046357119
  • https://openalex.org/W3092530982
  • https://openalex.org/W3111949681
  • https://openalex.org/W3143248510
  • https://openalex.org/W3201019821
  • https://openalex.org/W3204528043
  • https://openalex.org/W3208187389
  • https://openalex.org/W4213283107
  • https://openalex.org/W4220712210
  • https://openalex.org/W4220846441
  • https://openalex.org/W4224272518
  • https://openalex.org/W4224282395
  • https://openalex.org/W4229034795
  • https://openalex.org/W4229456692
  • https://openalex.org/W4239651601
  • https://openalex.org/W4283821927
  • https://openalex.org/W4377077074